Mobilfunk-Netze
Die fünfte Mobilfunkgeneration - eine Standortbestimmung
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Produkte werden smarter
Eine Idee beim 5G-Netz ist es daher auch, dass man die Dienste genau so bedient, wie der Nutzer sie braucht. Wenn jemand in einer schlechten Empfangssituation mehr Ressourcen für seine Dienste benötigt, dann bekommt genau er diese Leistung und kein anderer. Außerdem sollte er genau die benötigte Leistung bekommen – nicht mehr aber auch nicht weniger. Zusätzlich zu den derzeit verwendeten Smartphones und Tablets wird es für 5G auch funkende Uhren, funkende Brillen, funkende Gesundheits- und Sportmonitore geben, ebenso wie ähnliche kleine Devices mit einer Funkschnittstelle, welche wahrscheinlich sparsamer im Energieverbrauch sein wird. Diese Geräte sind zwar schon heute verfügbar, 4G ist für sie allerdings nicht vorbereitet. Bei 5G werden solche Produkte hingegen effizienter arbeiten können.
Zu erwähnen ist hier außerdem die Nachfrage aus dem öffentlichen Sektor: Feuerwehr, Polizei und andere zeigen Interesse an einer speziellen gesicherten „Zone“ im Funknetz mit Breitbanddiensten ähnlich wie bei LTE. Diese Infrastruktur könnte wie ein Netz im Netz aussehen. Bestehen könnte sie aus einer Funkschnittstelle, die diese besonderen Anforderungen befriedigt, sowie aus einer softwaredefinierten Netztechnik, die dank Virtualisierung mehrere spezialisierte Netze auf der gleichen Hardwareplattform aufsetzen wird. So ist eine Spezialisierung mit einem Netz für Videodienste, einem für Car-to-Car-Kommunikation, einem gekapselten und abgesicherten Netz für die Polizei, einem für Sensoren und einem für die normale Sprach- und Breitbandkommunikation möglich. Das 5G-System wird also je nach benötigtem Dienst flexibel ausgelegt sein. Jeder Nutzer bekommt den Dienst so, wie er ihn erwartet.
Die 5G-Forschung heute
An der Weiterentwicklung dieser Vorstellungen arbeiten derzeit Forscher weltweit, schwerpunktmäßig in Europa und Asien. Nicht zuletzt durch das Public-Private-Partnership-Programm (5GPPP im Rahmen von „Horizon 2020“) der Europäischen Union ist die 5G-Forschung in Europa derzeit am weitesten fortgeschritten. Die EU verfolgt damit zwei Ziele. Erstens soll die Führungsrolle Europas in ausgewählten Bereichen, in denen Europa technologisch oder wirtschaftlich stark ist, bewahrt werden. Zweitens sollen Wachstumsfelder wie Smart-Cities, E-Health, intelligente Transport- und Logistiksysteme sowie Erziehung, Unterhaltung und Medien gefördert werden. Die EU-Kommission benennt die gewünschten Fortschritte: Die Kapazität drahtloser Verbindungen soll 1.000-mal größer sein, sieben Milliarden Menschen und sieben Billionen Dinge vernetzen und 90 Prozent Energieersparnis pro geliefertem Dienst bieten. Ein sicheres, zuverlässiges und verlässliches Internet soll entstehen.
Die Standardisierung selbst befindet sich noch in einer frühen Phase. Die Netzbetreiber arbeiten in der Vorstandardisierungsgruppe Next Generation Mobile Networks (NGMN) zusammen, die Roadmaps entwickelt. Ab Mitte 2016 dürfte 3GPP beginnen, 5G zu standardisieren. Dann werden zunächst die Ziele und Techniken definiert, die in Frage kommen. Aktuell ist also noch viel Forschungsarbeit zu leisten. Allerdings besteht unter den am intensivsten forschenden Firmen bereits ein Konsens darüber, wie Ziele, Anwendungsszenarien und technische Ausrichtung aussehen sollten.
Auch wenn sich die 5G-Entwicklung noch in einer frühen Phase befindet und die Standardisierung erst in etwa eineinhalb Jahren einsetzen dürfte, zeichnet sich schon jetzt ziemlich deutlich ab, in welche Richtung sich der nächste Mobilfunkstandard entwickeln wird. Ein Fokus wird auf den nicht konventionellen Anwendungen mit kleinen Datenpaketen liegen, die auch im Zuge des Internets der Dinge eine immer wichtigere Rolle spielen werden. Der andere Fokus liegt auf der Verbesserung der Breitbanddienste. Dabei werden Techniken wie Vielantennen-Systeme und Small-Cells verfeinert, die schon in 4G-Netzen eine wichtige Rolle spielen. So sollen die Zugangspunkte in dicht besiedelten Städten soweit verbessert werden, dass Verbindungen mit Datenraten von mehreren Gigabit pro Sekunde möglich werden.
Das Netz wird sich aus der Kenntnis des Kontextes heraus sehr gut steuern lassen. Was die Sicherheit dieser Kontextdaten – also Ort, Raum und Identität des Nutzers – betrifft, wird entscheidend sein, wer Zugriff auf die Daten haben wird. Das kann einerseits das Mobilfunknetz selbst sein, das Kontextinformationen nutzt, um auf der Maschinenebene (Machine-type-communication, Mtc) die Verfügbarkeit und Leistung zu verbessern und sich so selbst optimiert. Das können andererseits Anbieter von attraktiven Diensten sein, die Kontextinformationen für ihre Geschäftsmodelle nutzen wollen. Hier ist noch Bedarf, bei allen technischen Möglichkeiten den Schutz der Privatsphäre sicherzustellen.
Alcatel-Lucent geht derzeit davon aus, dass der Übergang von LTE zu 5G fließend sein wird. Das bedeutet, dass beide Technologien einige Jahre nebeneinander existieren werden. Gleichzeitig wird die Zeit des Übergangs von einer Virtualisierung von Netzfunktionen und softwaredefinierten Architekturen bestimmt werden. So ist die Steuerungslogik von Basisstationen (NodeB) zukünftig komplett softwarebasiert, während die Antennentechnik und Signalverarbeitung hardwarebasiert bleiben werden. Letzten Endes wird damit die 5G-Technologie selbst so flexibel, dass der Endanwender sie nahezu nicht mehr bemerkt, egal was er gerade mit seinem Gerät im Netz macht. Das Netzwerk passt sich flexibel und unbemerkt an die aktuellen Anforderungen eines Nutzers an.
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